Nola jakin Unibertsoaren adina
Unibertsoaren adinaren auzia kosmologian oinarrizkoenetako bat da, unibertsoaren jatorria eta bilakaera aztertzen duen astronomiaren adarra. Unibertsoaren adina jakiteak zenbat aurreratu garen ulertzen laguntzen digu eta beste fenomeno kosmiko batzuk ulertzeko testuingurua ematen digu. Artikulu honek astrofisikariek unibertsoaren adina zehazteko erabiltzen dituzten metodo nagusietako batzuk deskribatuko ditu , besteak beste, hondo-erradiazio kosmikoaren azterketa, galaxien eta izar zaharrenen analisia eta eredu teorikoak.
Mikrouhinen hondo-erradiazio kosmikoa
Unibertsoaren adina zehazteko metodo esanguratsuenetako bat Mikrouhinen Erradiazio Kosmikoaren (CMB) behaketa da. CMB unibertsoa Big Bangaren ondorengo 380,000 urte ingurukoa zenetik geratzen den erradiazio "fosil" bat da . Garai hartan, unibertsoa nahikoa hoztu zen protoiak eta elektroiak hidrogeno atomoetan konbinatzeko, fotoiak —argi partikulak— libreki bidaiatzeko aukera emanez.
Arno Penzias eta Robert Wilsonek 1965ean CMBren aurkikuntza mugarri garrantzitsua izan zen kosmologia modernoan. Erradiazio honen behaketek, WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) eta Planck sateliteak bezalako tresna sofistikatuekin, xehetasun oso zehatzak eman dituzte CMBren tenperatura-gorabehera txikiei buruz. Gorabehera hauek unibertso goiztiarreko materiaren dentsitatea islatzen dute eta zientzialariak unibertsoan materiaren eta energiaren banaketaren eredu zehatzagoak lortzera eraman dituzte .
CMBaren behaketen bidez, unibertso oso gaztearen irudi bat lor dezakegu. Big Bang eredua eta argiaren abiadura eta Hubble konstantea bezalako konstante naturalak erabiliz, atzerantz estrapola dezakegu unibertsoaren adina kalkulatzeko. Hau idazteko unean, CMBaren behaketek adierazten dute unibertsoa gutxi gorabehera 13.8 milioi urte dituela.
Izarrak eta kumulu globularrak
Gure galaxiako izar zaharrenak aztertzea unibertsoaren adina zehazteko beste metodo bat da. Kumulu globularrak izar zaharren multzo trinkoak dira, grabitazioz lotuta. Kumulu globularretako izarrak aztertuz, unibertsoaren lehenagoko aroei buruzko informazioa lor dezakegu.
Izarrak bizi-ziklo ondo ulergarri baten bidez eboluzionatzen dute, gas eta hauts hodei batean hasi, izar-erupzio bat garatu, hidrogenoa erre eta azkenik hiltzen dira. Izarren eboluzio-ereduak erabiliz, astronomoek kumulu globularretako izar zaharrenen adinak kalkula ditzakete. Kumulu horietako askok 11 eta 14 milioi urte arteko adina dute, eta horrek CMB-k unibertsoaren adinaren inguruan egindako estimazioa babesten du.
Hubble konstantearen neurketa
Hubble konstanteak (H0) unibertsoaren hedapen-tasa neurtzen du. Horretarako, urruneko objektuak behatzen dira, hala nola Ia motako supernobak eta Zefeida aldagaiak. Ia motako supernobek distantzia kosmikoak neurtzeko erabil daitekeen argitasun estandarra dute, Zefeida aldagai diren izarrek, berriz, argitasun-periodoaren eta argitasunaren arteko erlazio ona dute.
Objektu hauen distantziak neurtzen ditugunean eta unibertsoaren hedapenaren ondorioz gertatzen diren haien gorri-lerraikuntzen behaketekin konbinatzen ditugunean, zientzialariek Hubble-ren konstantea kalkula dezakete. Konstante hau erabiliz, zero denborara (Big Bangera) estrapola dezakegu unibertsoaren adina lortzeko. Metodo desberdinek batzuetan H0-rako balio apur bat desberdinak ematen dituzten arren, neurketa hau funtsezkoa da adin kosmikoa zehazteko.
Eredu teorikoak eta simulazio kosmologikoak
Ikuspegi teorikoek ere funtsezko zeregina dute unibertsoaren adina zehazteko orduan. Kosmologiaren eredu estandarrak, Lambda-CDM (Lambda Cold Dark Matter) izenekoak, gutxi gorabehera % 68 energia ilunez, % 27 materia ilunez eta % 5 materia arruntez osatutako unibertso bat deskribatzen du. Eredu honetan, Lambdak energia ilunarekin lotutako konstante kosmologikoa adierazten du, eta horrek hedapen azeleratua eragiten du.
Simulazio kosmologikoek superordenagailuak erabiltzen dituzte unibertsoaren bilakaera Big Bang-aren hasierako baldintzetatik hasi eta gaur egun behatzen ditugun galaxiak eta galaxia-kumuluak bezalako egitura handietaraino modelatzeko. Unibertsoaren bilakaera hau modelatuz eta iragarpenak behaketa astronomikoekin lotuz, unibertsoaren adinaren muga zehatzagoak lor ditzakegu . Lambda-CDM-k gaur egun unibertsoak 13.8 milioi urte inguru dituela dioen ondorioa onartzen du.
Galaxiak eta eskala handiko egitura
Galaxien tamaina eta adina behatzeak unibertsoaren adinari buruzko pista garrantzitsuak ere ematen ditu . Adibidez, astronomoek galaxia urrunen gorriranzko desplazamendua neur dezakete, eta horrek guregandik zein azkar urruntzen ari diren zehazteko aukera ematen die. Teknika hau erabiliz, Big Bangaren ondoren sortu ziren galaxiak beha ditzakegu, 400 eta 700 milioi urte inguru geroago.
Galaxien banaketa-eredu handiek unibertsoaren sakonerari buruzko behaketak ere ekartzen dituzte. Behaketa hauek Sloan Digital Sky Survey (SDSS) bezalako proiektuen bidez egiten dira, zeinak milioika galaxiaren hiru dimentsioko posizioak mapatzen dituen, egitura handien bilakaera denboran zehar ulertzeko aukera emanez. Datu hauek eredu teorikoekin erabiltzen dira unibertsoaren adina kalkulatzeko, beste metodo batzuekin bat etorriz.
Ondorioa
Hainbat metodo zientifikok —bai behaketa zuzenek bai eredu teorikoek— unibertsoaren adinaren irudi osoa osatzen dute. Unibertsoaren adina zehaztea ez da urteak zenbatzea bakarrik, baita unibertsoa bere hasierako egoera oso bero eta trinkotik gaur egun ikusten dugun egitura konplexu eta masiboraino nola eboluzionatu duen ulertzea ere. CMBren, izar zaharrenen, Hubble konstantearen neurketen eta eredu teorikoen konbinazioak adostasun zientifiko sendoa ematen du gure unibertsoak gutxi gorabehera 13.8 milioi urte dituela.
Unibertsoaren adinaren zehaztapena kosmologia modernoan behaketa enpiriko zainduen eta lan teoriko sakonaren konbinazio-indarraren erakusgarri da. Tresna eta teknika berriak etengabe eboluzionatzen ari direnez, etorkizunak gure historia kosmikoari buruzko ikuspegi are zehatzagoak eta sakonagoak agintzen ditu.
